分布式发电技术及其应用研究

本文原标题：《分布式发电对配电网继电保护的影响分析》

论文类别： 工学论文 > 电力论文

论文作者： 齐炳旭,孙云超,王礼宁,刘 涛

上传时间：2024/7/23 8:41:18

　　摘　要：当前，电力电网为社会经济发展提供重要支持，其中配电网继电保护在整个供电系统中占有重要地位。分布式发电技术的使用是整个行业内的重大进步，其表现出来的重大优势也是传统供电方式无法实现的。基于此，本文通过介绍分布式发电，重点分析分布式发电对配电网继电保护的影响。

　　关键词：配电网；继电保护；分布式发电；电力系统；配电模式

　　DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.01.146

　　1.分布式发电概述

　　1.1 　分布式发电方式

       在电力工程上，为方便起见，通常简称分布式发电为 DG，具体的含义是指，在相关用户的周围，通过将上千瓦或者数百兆瓦的功率优化成小型的模块，形成可控性较好的高效可靠的发电单元。微型的燃气轮机、风力发电以及生物质能的发电等是分布式发电的主要方式。分布式电源是分布式发电系统中的重要结构，其作用在于提高能源的利用率，降低能源的损耗情况，从而实现环保的目的。因此在实际应用中使用的分布式电源对配电工作具有直接影响。通常情况下按照材料和用途，可以将分布式电源分成以下几类：复式的发动机和燃料电池通常以化石材料为能源，风力发电机、水利发电机以及太阳能光伏发电机等方式则利用可再生资源。

　　1.2 　分布式发电的优势

      相对于传统的供电方式，分布式发电在整个配电系统中的优势主要体现在以下几个方面：第一，使用分布式发电，电力更加稳定；分布式发电实现冷热联产的效果较好；分布式发电技术可以很好地保护环境，提高能源的利用率；第二，分布式发电技术的经济性较好，通过避免架设相应的配电站和输电线路，节约资源；第三，分布式发电在电路运行的稳定性更好，配电系统出现故障时，分布式发电系统仍然能够正常运行，降低电路问题对整个电路系统的影响。除此之外，分布式发电技术还具有调峰作用，可以有效减少整个配电系统的压力和困境，缓解电力系统巨大的电荷功率。分布式电流技术的引入会在一定程度上影响配电系统的电流大小和分布，对整个配电系统电流的稳定性也有一定影响，因此需要对其进一步研究，保证电力供应。

　　2.分布式发电对自动重合闸的影响

      传统的配电网结构为单侧放射性结构，线路发生故障时，自动合闸时能够快速对故障电路进行供电，不影响整个电网系统的运行。而将 DG 接入到配电网中，在线路发生故障时，故障部分的电流由分布式发电 DG 提供，从而形成了脱离电网系统供应的独立部分。这种情况会造成一定的影响，具体体现在以下几个方面：

　　2.1 　非同期合闸的影响

      电网中的线路出现故障以后，如果此时已经接入了分布式发电，在系统的电源停止供电以后，分布式发电的工作状态不能及时稳定下来，表现为加速运转或者减速运转的状态。从而在一定的电路结构内形成可控性较差的电力孤岛。电力孤岛的存在会导致故障状态的不同步，相角差明显，进而对整个电网的稳定性造成影响。当相角差较大时，非同期合闸会表现为较大的冲击电压和冲击电流。冲击电流的作用会影响馈线保护的正常功能，从而降低重合闸故障的恢复能力，延长重合闸故障的恢复时间。

　　2.2 　故障点的电弧重燃

      电力孤岛不仅会影响故障的恢复情况，而且由于电路结构中存在一定的供电电流，故障点很容易呈现出电弧未熄灭的状态。在二次供电发生时，电流加大，产生的热量升高，故障点有可能出现电弧重燃的现象。若电流值较大，甚至会造成绝缘击穿，将重合闸故障升级为永久故障。在实际工程中，为有效避免二次供电造成的影响，会在DG 一侧安装低压解列装置，通过对非重合期的冲击电流进行缓解，降低电流对故障点的影响。

　　3.分布式发电对分支线路保护的影响

      分布式发电在配电网中的应用，不仅会影响自动重合闸，还会对分支线路保护产生一定的影响。随着供电需求的不断上升，在整个配电网系统中存在较多的分支线路，分支线路在不同的单元结构中发挥不同的作用，对维护电网的稳定性工作具有重要意义。为提高对分支电路的保护，通常安装一定数量的熔断器，但分布式发电接入配电系统中后，会对熔断器造成一定的影响。

　　3.1 　熔断器保护的原理

      在研究 DG 对熔断器的影响之前，先对熔断器保护的原理进行简单的介绍。在分支电路上，通过较大的不允许电流时，在熔断器位置会出现较多的热量。这些热量会跟电流的大小以及持续的时间成正比，当热量到达一定程度时，熔体或者熔丝由于热量的影响会发生熔断，从而切除故障线。当出现单侧电源故障时，熔断器能够及时对电源进行切断，通过实验表明，这主要是由于熔断器距离故障点较近导致，而距离较远的熔断器不会发生熔断。可见熔断器默认使用就近原则对分支线路进行保护，所以保护线路的反应时间也比较短。

　　3.2 　分布式发电对熔断器保护的影响

      分布式发电接入对熔断器的影响可以在下面的实例中得到体现。设定配电网中存在着两个分支线路，分别为 1 和 2。并且两个分支线路分别存在的故障点为 K1 和 K2。故障点 K1 连接较近的熔断器 F1，与 F1 具有合作关系的熔断器为 F2。此时在分支线路 2 上接入 DG，如果 K1 发生故障时，分支线路 2 中的 DG 与系统侧电源同时向 K1点进行故障电流供应，进而对故障进行消除。只是故障消除的同时也破坏了熔断器 F1 与熔断器 F2 之间的合作关系，就近性原则得不到实现。由于熔断器对反向故障电流不能及时识别，当电流过大且持续时间较长时，会导致熔断器的损坏。

　　4.结语

      综上所述，分布式发电是对传统供电方式的革新，在分布式发电中使用分布式电源会对整个系统产生重要的影响。分布式发电的特点主要体现在分散性和随机性上。但大量的分布式电源在配电网中进行接入时会对安全及稳定带来较大的影响。分布式发电本身具有较好的发展前景，但其对电网系统的影响仍然不可忽视，通过对影响的分析，对于加快电力事业发展具有积极作用。

参考文献

　　[1]张浙波 ， 彭昕.微电网技术在大型火力发电厂厂用电系统的研究与应用[J].电力与能源，2016(05):78.

　　[2]靳勇.分布式电源接入对配电网继电保护的影响 [J].山东工业技术 ，2016(12):23.

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